MAQUINAS ELECTRICAS III FIEE-UNMSM

MAQUINAS ELECTRICAS III FIEE-UNMSM2014

GENERADOR SINCRONO CARACTERISTICAS DEL GENERADOR BAJO CARGAI. OBJETIVO:En el presente trabajo se pretende conocer el funcionamiento y el compartimiento del generador sncrono a plena carga.

Como primera parte se busca enfocar conceptos previos sobre generadores sncronos a plena carga.II. FUNDAMENTO:En los sistemas de potencia, los generadores sncronos son la fuente principal de toda la energa elctrica que consumimos. Convierten energa mecnica en energa elctrica, se llaman as porque trabajan a velocidad constante y frecuencia constante en condiciones de operacin estacionarias.

Sus elementos principales son el rotor y el estator (inductor e inducido). Con respecto al funcionamiento podemos decir que el rotor gira recibiendo un empuje externo que proviene de un motor principal (por ejemplo una turbina que es girada por la fuerza del agua), este rotor tiene acoplada una fuente de corriente continua de excitacin independiente variable que genera un flujo constante, crea un campo giratorio que genera un sistema trifsico de fuerzas electromotrices en los devanados estatricos.Generador en derivacin (shunt):

Siendo el generador shunt una maquina auto excitado, empezar a desarrollar su voltaje partiendo del magnetismo residual tan pronto como el inducido empiece a girar. Despus a medida que el inducido va desarrollando voltaje este enva corriente a travs del inductor aumentando l nmero de lneas de fuerza y desarrollando voltaje hasta su valor normal.Voltaje del generador shunt:

Puesto que circuito inductor y el circuito de la carga estn ambos conectados a travs de los terminales de la dinamo, cualquier corriente engendrada en el inducido tiene que dividiese entre esas dos trayectorias en proporcin inversa a sus resistencias y, puesto que la parte de la corriente pasa por el circuito inductor es relativamente elevada, la mayor parte de la corriente pasa por el circuito de la carga, impidiendo as el aumento de la intensidad del campo magntico esencial para producir el voltaje normal entre los terminales.

Caractersticas del voltaje del generador shunt:

El voltaje de un generador shunt variara en razn inversa de la carga, por la razn mencionada en el prrafo anterior. El aumento de la carga hace que aumente la cada de voltaje en el circuito de induccin, reduciendo as el voltaje aplicado al inductor, esto reduce la intensidad del campo magntico y por con siguiente, el voltaje del generador. Si se aumenta bruscamente la carga aplicada a una dinamo shunt la cada de voltaje puede ser bastante apreciable; mientras que si se suprime casi por entero la carga, la regulacin de voltaje de una dinamo shunt es muy defectuosa debido a que su regulacin no es inherente ni mantiene su voltaje constante.

CARACTERISTICA DE CARGA DE UN GENERADOR AUTOEXCITADO:

El generador con excitacin shunt suministra energa elctrica a una tensin aproximadamente constante, cualquiera que sea la carga, aunque no tan constante como en el caso del generador con excitacin independiente. Cuando el circuito exterior est abierto, la mquina tiene excitacin mxima porque toda la corriente producida se destina a la alimentacin del circuito de excitacin; por lo tanto, la tensin en bornes es mxima. Cuando el circuito exterior est cortocircuitado, casi toda la corriente producida pasa por el circuito del inducido y la excitacin es mnima, la tensin disminuye rpidamente y la carga se anula.

Respecto a los generadores de excitacin independiente, los generadores shunt presentan el inconveniente de que no pueden excitarse si no estn en movimiento, ya que la excitacin procede de la misma mquina.

El circuito de excitacin no lleva fusibles por las razones ya indicadas en el caso del generador de excitacin independiente; en este circuito no es necesario un interruptor porque para excitar la mquina simplemente hay que ponerla en marcha y para des excitarla no hay ms que pararla. El ampermetro en el circuito de excitacin puede tambin suprimirse, aunque resulta conveniente su instalacin para comprobar si, por alguna avera, el generador absorbe una corriente de excitacin distinta de la normal.

Cuando se dispone permanentemente de tensin en las barras especiales generales, muchas veces se prefiere tomar la corriente de excitacin de stas barras y no de las escobillas del generador, es decir, si al poner en marcha el generador hay tensin en las barras generales, la mquina se comporta como generador de excitacin independiente; si no hay tensin, como generador shunt.

AUMENTO DE LA TENSION EN EL GENERADOR AUTOEXCITADO:

Para la puesta en marcha, debe cuidarse de que el interruptor general est abierto y que el restato de campo tiene todas las resistencias intercaladas en el circuito. En estas condiciones, se pone en marcha la mquina motriz, aumentando paulatinamente su velocidad hasta que ste alcance su valor nominal, al mismo tiempo, aumenta la corriente de excitacin y, por lo tanto, la tensin en los bornes del generador lo que indicar el voltmetro.

Si en la red no existen bateras de acumuladores, se acopla a ella el generador a una tensin algo inferior a la nominal; para conseguir esta tensin, se maniobra el restato de campo paulatinamente, quitando resistencias.

No resulta conveniente acoplar el generador a la red antes de excitarlo o a una tensin muy baja, porque si la resistencia exterior fuese muy baja (es decir, que la red estuviese en condiciones prximas al cortocircuito), la corriente de excitacin sera muy pequea e insuficiente para excitar la mquina.

De la misma forma que para el caso del generador con excitacin independiente, si en la red hubiese bateras de acumuladores, se cerrar el interruptor general, solamente cuando la tensin en los bornes de la mquina sea igual a la tensin de la red.

Cuando se necesite detener el generador, se descargar, disminuyendo la excitacin por medio del restato de campo teniendo cuidado de que las bateras no se descarguen sobre el generador y, por lo tanto, manteniendo siempre la tensin nominal. Si no hay bateras acopladas a la red, puede disminuirse la velocidad de la mquina motriz. En cuanto el ampermetro indique una intensidad de corriente nula o casi nula, se abre el interruptor principal, y se detiene la mquina motriz. Por efecto de la inercia, el gobernador seguir girando durante algn tiempo y se des excitar gradualmente; si hubiera necesidad de des excitarlo rpidamente, se abrir el circuito de excitacin con las debidas precauciones y se frenar el volante de la mquina motriz.

Los generadores shunt se recomiendan cuando no haya cambios frecuentes y considerables de carga o bien cuando haya elementos compensadores, tales como generadores auxiliares, bateras de acumuladores, entre otros.

EFECTO DE LA RESISTENCIA DE CAMPO:

III) EQUIPOS E INSTUMENTOS A UTILIZAR: Motor AC (Primotor). Generador DC (Conexin Shunt). Multmetro. Voltimetro analogico Restato (0-300ohm). Llave termo magntica monofsica. Ampermetro analgico. Panel de lmparas(carga resistia)

IV) PROCEDIMIENTO: Montamos el circuito dado en la gua, luego arrancamos con el motor q generara torque. Por precaucin el restato a utilizar lo calibramos en su mximo valor . Tomando todas la precauciones ,cerramos la llave termo magntica, para poner en operacin el circuito de campo (autoexcitacin). Antes de conectar en paralelo medimos la tensin remanente existente en las bobinas de la maquina. Se va agregando la resistencia puras (en este caso bombillas) hasta el max que es 4 focos. Bajando el valor del restato muy suavemente se empez a obtener tensin en bornes del generador . Tomamos valores de tensin, corriente, resistencia, velocidad de giro.

V) DATOS OBTENIDOS DE LA EXPERIENCIA1. Sin generar tensinAl generar tensin: (En Vacio)

Vremanente = 3.4 V DCIcampo= 0 A

Resistencia total(ohm)IcCorriente(amper)VcVoltaje de carga(voltios)PcPotencia de carga(wat)Wc(RPM)VELICIDAD ANGULARIf Corriente de campo(amp)

R122.50.567114.87.233517932.1

R1+R2391.218114.557.85717902.1

R1+R2+R373.51.52114.5169.8117902.1

R1+R2+R3+R4113.31.818113.8374.4717922.1

Donde:

VI) CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES: Al haber ajustado el restato de campo a un valor apropiado para generar tensin, se pone en operacin el panel de carga y medimos la potencia usando el mtodo VOLT-AMPERIMETRO, para eso se desconect el ampermetro del campo y se puso en serie con la carga, agregando secuencialmente mas cargas Existe diferencia de funcionamiento cuando trabaja en vaco que cuando lo hace con carga, esto es debido a una composicin de flujos causados por las corrientes que circulan en el inducido, producindose as alteraciones en el valor y la forma de onda inducida. Todo generador necesita de potencia mecnica, la cual se la da un motor, pero si nos encontramos en una central hidroelctrica la que se encarga de este papel son las turbinas. Se debe respetar el sentido de giro del eje del generador, para as producir tensin generada, caso contrario no se generara tensin. La maquina elctrica de continua puede funcionar tanto como motor y como generador, es decir es reversible. Para que se genere la tensin deseada, se debe de vencer primero la tensin remanente. Al ponerse en operacin el panel de carga (focos), se observ una pequea cada de tensin en bornes del generador. La corriente de armadura vara directamente proporcional con la carga. La corriente de campo permanece casi constante.

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